Iron uptake and growth of coastal marine phytoplankton in the presence of fulvic-iron complex

• Project/Area Number: 22510001
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: KUMA Kenshi 北海道大学, 大学院・水産科学研究院, 教授 (30205158)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2010: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 海洋生物地球化学 / 沿岸性植物プランクトン / 基礎生産 / フルボ酸鉄 / 鉄摂取 / 河川フルボ酸 / 溶存有機錯体鉄 / 無機３価水酸化鉄 / コロイド状鉄 / 沿岸性珪藻 / 培養実験 / フルボ酸鉄錯体 / コロイド鉄 / フミン物質蛍光強度 / 生物利用可能な鉄

Research Abstract

Organic-rich river waters contribute to significantly high concentrations of iron chemical species due to the Fe(III) complexation with fulvic acid. The riverine dissolved fulvic-Fe(III) complex is relatively stable in seawater even after estuarine mixing and the Fe(III) complexation with fulvic acid is an important role in transporting iron from rivers to the coastal regions. An addition of riverine dissolved fulvic-Fe(III) complex to the phytoplankton culture media induced maximal cell yields and chlorophyll-a (Chl-a) concentrations with high growth and Chl-a production rates. The dissolved fulvic-Fe(III) complex in seawater supplies biologically available inorganic Fe(III) species in culture media through its dissociation under the seawater condition. Therefore, the dissolved fulvic-Fe(III) complex supplied by riverine input may play an important role in supplying bioavailable iron and inducing the high primary production in coastal regions.

Research Products

• [Journal Article] Iron, nutrients and humic-type FDOM in the northern Bering Sea Shelf, Bering Strait and Chukchi Sea. (2012)
  • Author(s): Nishimura, S., K. Kuma, S. Ishikawa, A. Omata and S. Saitoh.
  • Journal Title: J. Geophys. Res. Volume: 117 Issue: C2
  • DOI: 10.1029/2011jc007355
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 北東部ベーリング海大陸棚域及び西部北極海における鉄の挙動とその起源。 (2012)
  • Author(s): 久万健志、中山雄太、藤田聡志、西村将太郎、石川聡子、小俣紋、島田浩二.
  • Journal Title: 総特集生物地球化学過程に果たす環オホーツク圏の海洋循環・物質循環の役割-III:9月号。月刊海洋 Volume: Vol.44,No.9 Pages: 531-540
• [Journal Article] Effects of Mn and Fe on growth of a coastal marine diatom Thalassiosira weissflogii in the presence of precipitated Fe(III) hydroxide and EDTA-Fe(III) complex (2011)
  • Author(s): Ushizaka, S., K. Kuma, and K. S uz u ki
  • Journal Title: Fish. Sci. Volume: 77 Issue: 3 Pages: 411-424
  • DOI: 10.1007/s12562-011-0339-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Importance of intracellular Fe pools on growth of marine diatoms in unialgal cultures and the Oyashio region during spring (2011)
  • Author(s): Sugie, K., K. Kuma, S. Fujita, S. Ushizaka, K. Suzuki, and T. Ikeda
  • Journal Title: J. Oceanogr. Volume: 67 Issue: 2 Pages: 183-196
  • DOI: 10.1007/s10872-011-0017-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 外洋中深層における鉄分布を決定する化学的要因:3価鉄溶解度と海洋性フミン物質。 (2011)
  • Author(s): 久万健志、磯田豊.
  • Journal Title: 総特集潮汐混合とオホーツク海・ベーリング海の物理・化学・生物過程-白鳳丸KH09-4航海・おしょろ丸・クロモフ2006/2007シンセシス-。月刊海洋 Volume: Vol.43,No.11 Pages: 718-728
• [Presentation] 鉄の化学形態(2価、3価、河川起源)の違いによる沿岸性珪藻の増殖。 (2013)
  • Author(s): 三浦大地、久万健志
  • Organizer: 日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • Year and Date: 2013-03-24
• [Presentation] 函館湾流入河川の鉄の化学形態・輸送におけるフミン物質の役割。 (2013)
  • Author(s): 森田雄一朗、久万健志
  • Organizer: 日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • Year and Date: 2013-03-24
• [Presentation] 噴火湾海盆域底層における栄養塩と鉄の挙動とその起源。 (2013)
  • Author(s): 日置菜々子、久万健志、大木淳之、大西広二
  • Organizer: 日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス(東京)
  • Year and Date: 2013-03-24
• [Presentation] 鉄の化学形態（２価、３価、河川起源）の違いによる沿岸性珪藻の増殖 (2013)
  • Author(s): 三浦大地、久万健志
  • Organizer: ２０１３年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス（東京都）
• [Presentation] 函館湾流入河川の鉄の化学形態・輸送におけるフミン物質の役割 (2013)
  • Author(s): 森田雄一朗、久万健志
  • Organizer: ２０１３年度日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス（東京都）
• [Presentation] 鉄・微量金属・栄養塩環境と低次生態系--シンポジウム急激な海氷減少と北極海海洋生態系の変化 (2012)
  • Author(s): 久万健志.
  • Organizer: 平成24年度日本海洋学会春季大会講演要旨集
  • Place of Presentation: 筑波大学(茨城)
  • Year and Date: 2012-03-30
• [Presentation] Iron and humic-type fluorescent dissolved organic matter inthe western Arctic Ocean. Nutrients, biogeochemistry and acidification in a changing climate (S4/S9 Session). Comparative Studies of Climate Effects on Polar and Sub-Polar Ecosystems. (2011)
  • Author(s): Kuma, K., Y. Nakayama, S. Fujita, and K. Shimada.
  • Organizer: 2nd Ecosystem Studies of Sub-Arctic Seas (ESSAS) Open Science Meeting
  • Place of Presentation: Marriot waterfront Hotel, Seattle, WA, USA.
  • Year and Date: 2011-05-23
• [Presentation] 河川起源の鉄による沿岸性珪藻の増殖機構。 (2011)
  • Author(s): 藤村謙一、久万健志
  • Organizer: 日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京大学柏キャンパス(千葉県柏)
  • Year and Date: 2011-03-23
• [Presentation] マンガン存在下における植物プランクトンの鉄摂取増殖機構。 (2011)
  • Author(s): 牛坂理美、久万健志
  • Organizer: 日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京大学柏キャンパス(千葉県柏)
  • Year and Date: 2011-03-23
• [Presentation] 西部北極海(チュクチ海、カナダ海盆)における鉄の挙動。 (2011)
  • Author(s): 久万健志、中山雄太、藤田聡志、島田浩二
  • Organizer: 日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京大学柏キャンパス(千葉県柏)
  • Year and Date: 2011-03-23
• [Presentation] 河川起源の鉄による沿岸性珪藻の増殖機構 (2011)
  • Author(s): 藤村謙一、久万健志
  • Organizer: 日本海洋学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京大学大気海洋研究所千葉県柏市
  • Year and Date: 2011-03-23